砌體結構抗震措施

　　砌體結構抗震措施

　　[摘 要]砌體結構作為我國最普遍的結構形式，在抗震性能方面存在諸多不足，通過(guò)分析砌體結構的主要震害形態(tài)，論述了增強砌體結構抗震性能的幾點(diǎn)措施。

　　[關(guān)鍵詞]砌體結構 抗震措施 構造柱 圈梁

　　引言

　　砌體結構因其材料選擇及施工的方便性，長(cháng)期以來(lái)是我國應用最廣泛的結構形式之一，其抗震性能的好壞直接影響著(zhù)人民的生命財產(chǎn)安全。

　　然而，無(wú)論是從稍遠時(shí)期的唐山大地震，還是幾年前的汶川、玉樹(shù)震后統計來(lái)看，受破壞最嚴重的無(wú)一例外均是砌體結構，而且遙遙領(lǐng)先于其他結構形式。究其原因，由于砌體材料本身的脆性以及砌塊與砂漿間的粘結力較弱，砌體結構抗拉、抗彎、抗剪強度均較低，只有合理設計，采取有效的抗震措施，才能保證結構的抗震性能，抵抗突如其來(lái)的地震作用。

　　1 砌體結構主要震害形態(tài)

　　1.1 整體或局部倒塌

　　地震作用下，底層墻體受剪最大，如若強度不足，底層會(huì )先倒塌而使整個(gè)結構倒塌。地基不均勻時(shí)，可能會(huì )發(fā)生結構一端倒塌而另一端不倒;屋面為預制板的結構，混凝土梁與橫向承重墻體振動(dòng)不一致，搭在上面的預制板容易脫落;樓梯間、女兒墻以及其它平立面上的突變部位，在地震作用下也容易發(fā)生倒塌。

　　1.2 裂縫

　　在水平地震力作用下，砌體房屋縱向窗間墻部位較易發(fā)生剪切破壞而出現斜裂縫，之后在地震的反復作用下，墻體同時(shí)還受到拉壓、扭轉、彎折作用而產(chǎn)生交叉裂縫。

　　當房屋采用縱墻承重，橫墻間距過(guò)大而屋蓋剛度又較弱時(shí)，垂直于縱墻方向的地震力會(huì )迫使縱墻在剛度小的方向上發(fā)生橫向彎曲，使得縱墻窗戶(hù)的上、下皮磚砌體處產(chǎn)生水平裂縫。墻體豎向裂縫主要發(fā)生在縱橫墻交接處，在豎向地震作用下，縱橫墻體因荷載不同引起豎向變形差，使墻體在連接處產(chǎn)生剪應力，當剪應力超過(guò)砌體強度時(shí)產(chǎn)生豎向裂縫。

　　1.3 變形縫處墻體破壞

　　在較強的水平地震作用下，墻體的水平振幅較大，設計中變形縫的縫距太小或者其被建筑垃圾等封堵住時(shí)，兩側墻體較易因互相碰撞、擠壓而受到破壞。

　　2 砌體結構抗震措施

　　2.1 合理布置建筑平立面

　　研究表明，簡(jiǎn)單規則的建筑物在地震中最不容易發(fā)生破壞。因此，無(wú)論在建筑平面還是立面上，均應力求質(zhì)量、剛度均勻、對稱(chēng)分布，避免剛度突變或開(kāi)設過(guò)大洞口。建筑平面上宜規則、簡(jiǎn)潔，使房屋質(zhì)量中心與剛度中心盡可能一致，保證在地震作用下不發(fā)生較大的扭轉效應。立面上應盡量降低房屋中心，避免頭重腳輕。突出屋面部分不宜過(guò)高，避免發(fā)生鞭梢效應。

　　2.2 嚴格控制總層數及總高度

　　砌體結構中樓板重量近乎占到房屋總重量的一半，房屋總高度一定的情況下，多一層樓板意味著(zhù)增加半層樓的地震作用。歷次震害結果顯示，砌體結構房屋層數越多，高度越高，地震中破壞程度越大，因此，有必要對砌體房屋總層數及總高度進(jìn)行嚴格控制。

　　《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)中7.1.2條規定了我國在不同砌體材料、不同抗震烈度下的總高度和層數限值。同時(shí)，橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應比規定降低3m，層數相應減少1層;各層橫墻很少的多層砌體房屋，還應再較少一層。

　　2.3 合理布置樓梯間

　　樓梯間作為人員疏散通道，在緊急情況發(fā)生時(shí)，大量人員集中，如果在地震時(shí)破壞，極有可能造成傷亡，也使救援工作無(wú)法順利進(jìn)行。建筑物的四角是保證結構整體性的重要部位，地震時(shí)水平兩個(gè)方向地震作用通過(guò)墻體傳遞，在角部形成合力，造成應力集中，故不宜在房屋的盡端和轉角處設置樓梯間。

　　2.4 合理設置伸縮縫

　　砌體材料與鋼筋混凝土的線(xiàn)膨脹系數不同，墻體和屋蓋的剛度不同，當溫度變化時(shí)，砌體墻體與鋼筋混凝土屋蓋將產(chǎn)生不同的變形。由于墻體變形受屋蓋變形的制約，墻體中會(huì )產(chǎn)生溫度應力，一定程度下會(huì )生成斜裂縫和水平裂縫。

　　為防止砌體由溫差和墻體干縮引起的裂縫，可在產(chǎn)生裂縫可能性較大的地方設置伸縮縫，如房屋平面轉折處、體型變化處及錯層處等。此外，在屋蓋上設置保溫、隔熱層，或在屋面與墻體相接觸的部位設置滑動(dòng)層，也可有效防止溫度裂縫。

　　2.5 重視構造柱與圈梁的設置

　　在多層砌體房屋中設置鋼筋混凝土構造柱，能約束墻體變形，提高砌體抗剪強度，更重要的作用是增強墻體之間的連接，增強結構的整體性，提高砌體結構的抗震性能，防止房屋在大震時(shí)的突然倒塌。

　　構造柱須與各層縱橫墻的圈梁或現澆樓板連接，才能發(fā)揮約束作用。構造柱的設置部位因地震烈度、房屋高度的不同而異，具體可見(jiàn)《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)7.3.1條的規定。

　　圈梁也是多層砌體房屋中重要的抗震構造措施，圈梁的設置可以防止因地基不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載對結構的不利影響。圈梁與構造柱相結合，對各層構造柱起到支撐點(diǎn)的作用，共同作為多層砌塊房屋的約束邊緣構件，限制開(kāi)裂后砌體裂縫的延伸和砌體的錯位，使磚墻有較大的延性和變形能力，繼續吸收地震能量，避免墻體倒塌。

　　2.6 采用隔震結構

　　砌體結構中采用隔震措施可以有效抗震，即在建筑物上部結構與基礎之間設置隔震層，延長(cháng)整個(gè)結構體系的自振周期，增大阻尼，減小傳到上部結構的地震作用。從抗震性和經(jīng)濟性考慮，建在高烈度區的建筑更適合采用隔震結構。

　　結論

　　砌體結構是我國歷史較長(cháng)、應用普遍的結構形式，并且必將在今后很長(cháng)一段時(shí)間內仍然廣泛使用。由于砌體材料的抗拉和抗剪強度都很低，抗震性能較差，在抵御側向水平地震作用時(shí)，在變形極小的情況就會(huì )開(kāi)裂，進(jìn)而倒塌，造成巨大損失。加強砌體結構的抗震設計，對保障人民群眾的生命財產(chǎn)具有十分重要的意義。

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